Устройство юстировки сферической оправы оптического элемента



Устройство юстировки сферической оправы оптического элемента
Устройство юстировки сферической оправы оптического элемента
Устройство юстировки сферической оправы оптического элемента

 


Владельцы патента RU 2599598:

Федеральное государственное унитарное предприятие "РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР - ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Е.И. ЗАБАБАХИНА" (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)

Изобретение относится к элементам конструкции оптических резонаторов, используемых для первоначальной настройки резонатора и стабилизации выходных параметров лазера, и может быть использовано при изготовлении лазерной техники, работающей в условиях внешних воздействующих факторов. Устройство юстировки сферической оправы оптического элемента содержит корпус, в котором выполнено посадочное гнездо для оправы, опорную часть для оправы, в которой установлены винты с крепежными элементами, и фиксатор юстировки, крепежные элементы размещены между головками винтов и опорной частью, часть винтов снабжена мелкой резьбой, винты снабжены пружинами. Устройство снабжено фланцем, установленным на корпус, часть винтов подпружинена, снабжена дополнительными крепежными элементами и вкручена во фланец со стандартным шагом. Опорная часть выполнена в виде накидного фланца, установленного на оправу, во фланцах выполнены соосные отверстия для установки винтов. Оправа выполнена с кольцевой канавкой, примыкающей к выполненным на сферической поверхности гнезда отверстиям для фиксатора юстировки, в качестве которого используется безусадочный клей. Данное изобретение позволяет создать конструктивно обособленное и удобное при эксплуатации устройство, обеспечивающее высокую точность юстировки сферической оправы оптического элемента с последующей фиксацией настройки. 4 ил.

 

Изобретение относится к твердотельным лазерам с диодной накачкой, в частности, к элементам конструкции оптических резонаторов, используемых для первоначальной настройки резонатора, стабилизации выходных параметров лазера, и может быть использовано при изготовлении лазерной техники.

Известно изобретение под названием «Генератор лазера», патент Японии №2010135852, МПК H01S 3/08, опубл. 2010 г., в котором описано устройство юстировки, содержащее корпус, в отверстии которого установлен оптический элемент (отражающее охлаждаемое зеркало), пружины и регулировочные винты.

Устройство также содержит эластичный элемент и упругую пластину, прижатие которой происходит с усилием F, рассчитанным по определенной формуле. Зеркало прижимается к корпусу стороной, противоположной отражающей поверхности и по отражающей поверхности упругой пластиной, которая при нажатии на зеркальную поверхность меняет угол ее положения.

Конструкция данного устройства юстировки обладает минимальными массогабаритными характеристиками, несложностью механизма регулировки, однако наличие упругих элементов не может позволить его применение в условиях внешних воздействующих факторов (таких, как ударные или вибрационные), т.к. их наличие существенно повышает частоту собственных колебаний элементов конструкции резонатора.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения, выбранным в качестве прототипа, является известное из патента Китая №201142512, МПК H01S 3/02, 3/08, опубл. 2007 г., устройство юстировки оправы оптического элемента, которое содержит корпус, в котором выполнено посадочное гнездо для оправы, опорную часть для оправы, в которой установлены винты с крепежными элементами, и фиксатор юстировки, крепежные элементы размещены между головками винтов и опорной частью, часть винтов снабжена мелкой резьбой, винты снабжены пружинами.

Устройство содержит пружины натяжения, регулировочные винты, установленное в центральном отверстии стопорное кольцо, на лицевой стороне которого установлено дополнительное стопорное кольцо. Корпус снабжен четырьмя отверстиями, нижний и верхний угловые участки снабжены V-образным пазом и углублением. Корпус установлен на держатель на пружинах натяжения в соответствующем положении. Регулировочные винты установлены в резьбовые отверстия держателя и упираются сферической частью в V-образную канавку и углубление корпуса. Регулировочные винты установлены в кронштейн, в котором расположен фиксирующий винт, а регулировка фиксации выполняется через резьбовые отверстия держателя. Конусные отверстия располагаются напротив друг друга в корпусе и держателе и снабжены общим шариком. Корпус снабжен четырьмя отверстиями с пазами для штифтов натяжения, в держателе размещены аналогичные отверстия с пазами для штифтов натяжения, в которых устанавливаются пружины натяжения, фиксирующиеся штифтами. Регулировочные винты вворачиваются в отверстие кронштейна, верхняя часть которого выполнена с пазом.

Четыре пружины натяжения обладают достаточным усилием напряженности, что позволяет удерживать корпус относительно держателя с достаточно равномерным и стабильным усилием. Крепление оптического элемента в отверстии корпуса выполнено при помощи стопорных гаек с резьбовой наружной поверхностью, выполненных из меди, что может гарантировать не только надежное прижатие, но и хорошее теплоотведение от оптического элемента. Эффективное позиционирование обеспечивается по трем контактным точкам: общему шарику, расположенному в конусных отверстиях, и регулировочным винтам, которые своими сферическими поверхностями упираются в конусное отверстие и конусный паз. Причем в конусный паз упирается сферическая поверхность одного из регулировочных винтов, резьбовая поверхность которого выполнена с мелким шагом, поэтому позволяет выполнять более точную настройку. Таким образом, при помощи регулировочных винтов можно легко изменять угол положения оптического элемента в пространстве в двухкоординатном угловом диапазоне, более точная настройка с последующей фиксацией настройки стопорными винтами в кронштейнах позволяет обеспечить надежность позиционирования.

Данное устройство юстировки является достаточно точным, позволяет фиксировать настройку оптического элемента. Однако предназначено для использования в лабораторных условиях для мощных лазерных устройств, имеет большие массогабаритные характеристики и после проведенной юстировки становится частью конструкции, таким образом, увеличивая ее массу и габариты.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого технического решения, создание конструктивно обособленного и удобного при эксплуатации устройства, обеспечивающего высокую точность юстировки сферической оправы оптического элемента с последующей фиксацией настройки.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве юстировки сферической оправы оптического элемента, содержащей корпус, в котором выполнено посадочное гнездо для оправы, опорную часть для оправы, в которой установлены винты с крепежными элементами, и фиксатор юстировки, крепежные элементы размещены между головками винтов и опорной частью, часть винтов снабжена мелкой резьбой, винты снабжены пружинами, особенность заключается в том, что устройство снабжено фланцем, установленным на корпус при помощи резьбового соединения, часть винтов подпружинена, снабжена дополнительными крепежными элементами и вкручена во фланец со стандартным шагом, опорная часть выполнена в виде накидного фланца, установленного на оправу, во фланцах выполнены соосные отверстия для установки винтов, примыкающие поверхности накидного фланца и крепежных элементов, а также посадочное гнездо и примыкающая поверхность оправы выполнены сферическими, оправа выполнена с кольцевой канавкой, примыкающей к выполненным на сферической поверхности гнезда отверстиям для фиксатора юстировки, в качестве которого используется безусадочный клей.

При настройке и стабилизации генерационных характеристик лазера в заданных условиях эксплуатации возникает необходимость юстировки оправ оптических элементов с последующей фиксацией настройки. Точность настройки влияет на сложность и массогабаритные характеристики устройства в целом. Благодаря наличию новых признаков совместно с известными, общими с прототипом, достигается следующий технический результат. При юстировке за счет наличия в конструкции устройства сферического участка на шайбах, опорной части оправы и на оправе осуществляется точная позиционная установка оправы сферического оптического элемента на несущей части оптического устройства, с возможностью последующего демонтажа устройства юстировки (устройство выполнено разборным).

Это обеспечило высокую точность юстировки оптического элемента и позволило создать конструктивно обособленное и удобное при эксплуатации устройство. При этом достигается снижение массогабаритных характеристик лазера в целом, а также повышение его устойчивости к внешним воздействующим факторам.

При проведении анализа уровня техники, включающего поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявлении источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, не обнаружено аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам данного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных отличительных признаков от прототипа, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. В результате поиска не выявлены технические решения с этими признаками. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

На фиг. 1 представлен общий вид устройства юстировки.

На фиг. 2 - главный вид.

На фиг. 3 - разрез А-А.

На фиг. 4 - разрез Б-Б.

Устройство юстировки сферической оправы оптического элемента содержит корпус 1 (фиг. 1-3), в котором выполнено посадочное гнездо 2 для оправы 3, и опорную часть для оправы в виде накидного фланца 4. Устройство снабжено фланцем 5, установленным на корпус при помощи резьбового соединения. Во фланцах 4, 5 выполнены соосные резьбовые и гладкие отверстия для установки винтов 6, 7, крепежных и дополнительных крепежных элементов. Крепежные элементы выполнены в виде шайб 8 со сферической поверхностью 9, установленных между головками винтов 6, 7 и опорной частью в виде накидного фланца 4. Часть винтов 6 подпружинена, часть винтов 7 снабжена мелкой резьбой, накидной фланец 4 установлен в проточку на сферической оправе 3.

Посадочное гнездо 2 и примыкающая поверхность оправы 3, а также примыкающие поверхности 9 накидного фланца 4 и крепежных элементов 8 выполнены сферическими.

На сферической поверхности гнезда 2 выполнены отверстия а (фиг. 4) для фиксатора юстировки, в качестве которого используется безусадочный клей. Оправа 3 выполнена с кольцевой канавкой 10, примыкающей к отверстиям а гнезда корпуса 1.

Подпружиненные винты 6 снабжены дополнительными крепежными элементами в виде удерживающих шайб 11. Винты 7, снабженные только крепежными элементами 8, вкручены во фланец 5 с мелким шагом, подпружиненные винты 6 вкручены во фланец 5 со стандартным шагом резьбы.

Устройство работает следующим образом. Корпус 1 жестко крепится на несущей части конструкции оптического устройства (либо резонатора, либо оптического канала). Оптический элемент 12 устанавливается в сферическую оправу 3 на клей (например, оптический), после чего оправа 3 вкладывается в посадочное гнездо 2 корпуса 1. На корпус устанавливаются фланцы: фланец 5 на корпус, накидной фланец 4 в проточку на сферической оправе 3 при помощи винтов 6, 7. Регулировочные винты 6 прижимают накидной фланец 4 к корпусу оправы 3 через пружины сжатия 13 и удерживающие их шайбы 11 (дополнительные крепежные элементы), а также шайбы 8 (крепежные элементы) и регулируют усилие поджатия оправы 2 к корпусу 1.

Далее производится юстировка оправы. Регулировочные винты 7 с мелким шагом резьбы позволяют юстировать оправу 3 по сферической поверхности 2 гнезда корпуса 1 по координатам X и У. Сферические поверхности 9 примыкающих поверхностей шайб 8 и накидного фланца 4 позволяют производить юстировку без заеданий. После юстировки оптического элемента 12 канавка 10 заливается безусадочным клеем через отв. a. После затвердевания клея устройство юстировки демонтируется и на несущей части конструкции оптического устройства остается корпус 1, в котором установлена отъюстированная и зафиксированная клеем оправа 3 с оптическим элементом 12. Таким образом, повышается точность настройки, снижаются массогабаритные характеристики лазера в целом, повышается его устойчивость к эксплуатационным нагрузкам.

Данное устройство было неоднократно экспериментально проверено при настройке оптических резонаторов, которые использовались для создания лазера, работающего в условиях внешних воздействующих факторов. По результатам экспериментальных исследований и анализа полученных данных подтверждена высокая точность юстировки сферического оптического элемента, устойчивость лазера к эксплуатационным нагрузкам, снижение его массогабаритных характеристик.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в электронной и оптико-механической промышленности при изготовлении лазерных устройств;

- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Устройство юстировки сферической оправы оптического элемента содержит корпус, в котором выполнено посадочное гнездо для оправы, опорную часть для оправы, в которой установлены винты с крепежными элементами, и фиксатор юстировки, крепежные элементы размещены между головками винтов и опорной частью, часть винтов снабжена мелкой резьбой, винты снабжены пружинами, отличающееся тем, что снабжено фланцем, установленным на корпус при помощи резьбового соединения, часть винтов подпружинена, снабжена дополнительными крепежными элементами и вкручена во фланец со стандартным шагом, опорная часть выполнена в виде накидного фланца, установленного на оправу, во фланцах выполнены соосные отверстия для установки винтов, примыкающие поверхности накидного фланца и крепежных элементов, а также посадочное гнездо и примыкающая поверхность оправы выполнены сферическими, оправа выполнена с кольцевой канавкой, примыкающей к выполненным на сферической поверхности гнезда отверстиям для фиксатора юстировки, в качестве которого используется безусадочный клей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лазерной технике. Устройство (1) для предотвращения несанкционированного доступа к лазерному источнику содержит лазерный источник (3) и блок (2) безопасности.

Изобретение относится к области лазерной техники и касается устройства юстировки оправы оптического элемента. Устройство содержит закрепленный на кронштейне корпус, в отверстии которого установлен оптический элемент, фиксирующие элементы, фиксатор юстировки и пружину.

Способ настройки зеркал резонатора заключается в том, что устанавливают оправы с зеркалами с прижатием в трех точках на несущую часть резонатора и совмещают рабочие поверхности зеркал.

Система для усиления светового потока включает в себя первый отражатель, первую апертуру, первый поляризатор, выполненный с возможностью отражать световое излучение, характеризующееся первым состоянием поляризации, набор зеркал и второй поляризатор.

Изобретение относится к устройствам для систем противоракетной обороны, а также к средствам уничтожения живой силы и техники вероятного противника. Согласно способу поражения цели боевой лазер, выполненный с возможностью сбивать ракету, запускают в полет на ракете и поражают цель излучением лазера.

Способ когерентного сложения включает в себя разделенное на каналы лазерное излучение, направленное на соответствующие каналам фазовые модуляторы. После прохождения фазовых модуляторов все каналы выставляют параллельно друг другу, при этом волновой фронт в каждом канале делают плоским.

Устройство для совмещения нескольких лучей включает в себя: секцию сдвига фаз, секцию наложения, секцию регистрации и секцию регулирования фазы. Секция сдвига фаз формирует группу лазерных лучей со сдвигом фаз за счет выполнения сдвига фаз для каждого луча из группы лазерных лучей.

Изобретение относится к лазерной технике. Квантрон твердотельного лазера с термостабилизацией диодной накачки содержит размещенные в корпусе в виде многогранника: активный элемент, матрицы лазерных диодов, расположенные вокруг и вдоль активного элемента равномерно, и систему охлаждения, выполненную в виде двух независимых контуров для охлаждения активного элемента и матриц, контур охлаждения активного элемента содержит трубку, охватывающую активный элемент с образованием кольцевого канала шириной δ, и входной, выходной коллекторы, из которых выходят каналы.

Способ создания активной среды KrF лазера включает в себя зажигание объемного разряда в лазерной смеси после подачи импульсного напряжения на разрядный промежуток, включение искровой предыонизации, создающей предварительную ионизацию газа в разрядном промежутке, и пробой разрядного промежутка.

Изобретение может быть использовано в производстве водородсодержащих наночастиц. Способ получения наночастиц металлов, насыщенных водородом, включает лазерную абляцию массивной металлической мишени, помещенной в жидкость с протонным типом проводимости.

Устройство для частотного преобразования лазерного излучения на основе вынужденного комбинационного рассеяния включает в себя оптически связанные и размещенные на одной оптической оси источник накачки с активным элементом. Причем активный элемент просветлен по торцам одновременно на длину волны накачки и длину волны стоксова комбинационного рассеяния и помещен в резонатор лазера, образованный фокусирующим зеркалом и вторым зеркалом. Между фокусирующим зеркалом и активным элементом на оптической оси установлен затвор. При этом фокусирующее зеркало выполнено в виде вогнутого, обращенного вогнутостью к активному элементу, отражающим на длине волны накачки и длине волны стоксова излучения. Второе зеркало выполнено в виде мениска, обращенного вогнутой поверхностью к активному элементу, отражающей на длине волны накачки и полупрозрачной для стоксовой длины волны излучения, при этом выпуклая поверхность мениска просветлена на длину волны накачки и стоксова рассеяния. Технический результат - создание малогабаритного устройства, с уменьшенной расходимостью лазерного излучения на выходе, получение лазерного излучения, безопасного для глаз, со стабильным и устойчивым резонатором и с плоским волновым фронтом на выходе лазера. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх